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跨细胞膜的物质转运 生理学第二章第一节
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跨细胞膜的物质转运
单纯扩散 simple diffusion
膜两侧的浓度差
从高浓度到低浓度一侧扩散（顺浓度梯度）
被动转运，无需代谢耗能 属于物理现象
膜对该物质的通透性（磷脂双分子层）
脂溶性（非极性物质）
O2,N2,CO2（扩散最快）
如呼吸时，肺毛细血管与肺泡 之间的气体交换
类固醇激素，乙醇，尿素，甘油
少数不带电荷的极性小分子物质
水（扩散速度很慢）
某些组织细胞膜上存在水通道， 则对水通透性很大
分子量较大的非脂溶性物质， 直径很小的带电离子
易化扩散
葡萄糖，氨基酸（不能直接通过）
钠钾钙离子（不能直接通过）
易化扩散 facilitated diffusion
经通道的易化扩散（离子通道）
带电离子在通道蛋白介导下，顺浓度梯度和（或）电位梯度跨膜转运
离子选择性
取决于通道内壁带电情况，孔径， 形状，化学结构，离子键分布
如阳离子通道内壁带负电荷
门控特性
电压门控通道
动作电位
化学门控通道
兼受体作用
N2型乙酰胆碱受体阳离子通道
机械门控通道
牵张刺激
感受器细胞（如触觉，听觉，运动觉， 位置觉，血压）的换能作用
水通道
水通道蛋白：如红细胞在低渗溶液中发生涨破；尿液浓缩的机制（若离子水化后直径增大，不能通过）
经载体的易化扩散
水溶性小分子物质在载体蛋白的介导下顺浓度梯度的被动转运
载体蛋白经与底物结合-构象变化-与底物解离的变化，速率较慢（如葡萄糖转运体GLUT）
结构特异性
饱和现象
达最大扩散速度的一半时的底物浓度称为米氏常数（Km）
反映载体蛋白对底物分子的亲和力和转运效率， Km越小，亲和力和效率越大
竞争性抑制
两种结构相似的物质，浓度越小或Km越大，越受抑制
主动转运 active transport
在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢提供能量进行逆浓度梯度转运
原发性主动转运（离子泵）
钠钾泵（钠泵）
钠-钾依赖式ATP酶：每分解1分子ATP逆浓度差转运2个钾离子，3个钠离子，产生一个正电子的净外移（生电效应）
造成细胞内高钾为细胞代谢所必需
维持细胞内渗透压和细胞容积
细胞发生电活动如静息电位和动作电位的基础
直接参与了静息电位的形成
建立的钠离子跨膜浓度梯度为继发性主动转运提供势能储备
钙泵
质膜钙ATP酶
每分解1份子ATP将1个钙离子从胞质内转移至胞质外
肌质网和内质网钙ATP酶
每分解1分子ATP，把2个钙离子从胞质内转移至内质网内
维持胞质内游离钙离子浓度低水平（0.1-0.2μmol/L）
胞外1-2mmol/L
肌细胞收缩，腺细胞分泌，神经递质的释放以及某些酶蛋白及通道蛋白的激活的关键因素
质子泵
H＋，K+-ATP酶（氢钾泵）：逆浓度梯度泌H+摄K+
参与胃酸的形成和肾脏的排酸功能
质子泵抑制剂可阻断胃酸分泌治疗胃溃疡和十二指肠溃疡
H+-ATP酶（氢泵）：将胞质中的H+转移到各种细胞器中，以维持胞质的中性和细胞器内的酸性，为溶质的跨细胞器膜转运提供动力
继发性主动转运
同向转运
Na+-葡萄糖同向转运体，Na+-氨基酸同向转运体→小肠的吸收 Na-K+-2Cl-同向转运体，Na+-HCO3-同向转运体→肾小管上皮细胞 Na+-I+同向转运体→甲状腺上皮细胞，突触前膜对单胺类递质再摄取
反向转运
Na+-Ca²+交换体：3Na+顺电化学梯度进入胞内，1Ca²+逆浓度梯度出胞外→维持Ca²+稳态
Na+-H+交换体：1Na+顺电化学梯度进胞内，1H+逆浓度梯度分泌到肾小管近曲小管管腔中→维持机体酸碱平衡
膜泡运输（批量运输） vascular transport
出胞
持续性出胞
小肠杯状细胞分泌粘液
调解性出胞
动作电位达到神经末梢时释放神经递质
入胞
囊泡随即被溶酶体处理
吞噬
固态形式：团块或颗粒，如细菌，死亡的细胞，组织碎片
吞饮
多数大分子物质如蛋白质分子 进入细胞的唯一途径
液态形式
液相入胞
受体介导入胞
血浆中的低密度脂蛋白由肝脏细胞膜上的LDL受体介导入胞
